軍用飛機EWIS適航工作體系建立初探

李程輝肖楚琬

（1.海裝航技部，北京 100028；2.海軍航空工程學院，山東煙臺，264001）

軍用飛機EWIS適航工作體系建立初探

李程輝1肖楚琬2

（1.海裝航技部，北京 100028；2.海軍航空工程學院，山東煙臺，264001）

[摘要]針對當前軍用飛機線路系統問題多發實際，從EWIS適航理念出發，簡要分析當前軍機線路工作存在的問題及原因，結合部隊實際提出遠期和近期軍機EWIS工作目標，劃分工作內容，提出任務分工，為在頂層設計層面統籌軍機線路工作體系提供參考。

[關鍵詞]軍用飛機；EWIS；工作體系

[收修訂稿日期] 2015-09-25

近年來，隨著我軍機線路日益復雜、精密，各類線路故障高發，輕則影響任務執行，重則危害飛行安全。類似的線路問題在國際航空業同樣非常突出，歷史上曾出現過多起由于線路問題引起的機毀人亡重大安全事故。為了解決此類問題，2007年，美國聯邦航空安全局（FAA）在對FAR-25《運輸類飛機適航標準》進行修正，增加H分部“電氣線路互聯系統”（ Electrical Wiring Interconnection System，EWIS），開創性地將線路系統作為一個獨立系統進行研究和規范，并新增FAR-26，對持續適航和安全改進做出規定。我國于2010年、2011年分別轉換了相關條款，提出了新的設計要求。

目前，在軍機型號研制工作中已經全面引入了適航性理念，這是規范軍機全生命周期工作的一項創新[1]。但是，適航性對軍機而言是新生事物，其中EWIS對于適航性又是一個新的領域。因此，如何在當前條件下，依托EWIS科學理念，建立一個科學、有效的工作體系，切實解決當前軍機存在的突出線路問題，為后續研制提供借鑒，就成為了一個十分急迫的課題。

1 EWIS適航內容基本介紹

傳統的線路只是作為功能系統的一部分進行考慮，比如對于飛控、燃油等系統都非常重視，但是對于把這些系統連接起來的電氣線路，則認為只要按工業界標準規程來安裝和維護即可[2]。

在最新修訂的FAR-25部中，EWIS作為一個獨立的系統進行整體考慮，包含17條規定。EWIS 的中文翻譯為“電氣線路互聯系統”，完整定義為：任何導線、線路裝置，或其組合，包括端點裝置，安裝于飛機的任何部位用于兩個或多個端點之間傳輸電能（ 包括數據和信號） 。范圍包括導線或電纜、連接器、保護材料、卡箍等多種產品[3]。簡而言之，只要是飛機設備之外的所有電氣附件，都是EWIS中的內容。

EWIS 部件連接飛機各系統信號及電能，對飛機的飛行和安全具有極其重要的作用。盡管它的定位并不是一個功能系統，但卻是十分重要的支持系統。

2 當前軍機EWIS工作存在問題分析

2.1 線路故障外在表現形式

飛機線路故障點由小及大，不斷發展為短路、斷路和接觸電阻過大，最終在電路上表現為性能不穩定、產生誤動作、跳保險、設備不工作、甚至燒蝕起火，其后果和危害非常嚴重。其主要表現形式有以下幾點。

線路敷設不規范。包括：線路應力設計不規范（接線扭折斷絲、接線受力斷裂、接線片斷裂、接線片松脫、殼體或底座開裂等）；線路防護設計不規范（接觸偶積碳、電接觸表面腐蝕、屏蔽層破損、絕緣層破損搭鐵等）。

線路施工質量低：焊點虛接、焊點脫開、壓接不牢、插銷退針、插頭松動、接觸偶松動等。

缺乏線路維護及壽命控制：活動觸點粘連、活動觸點接觸不良等。

其分析圖如圖1所示。

2.2 內在原因分析

圖1 線路故障外在表現形式

長期以來，軍機的各類EWIS部件只是作為附件進行設計和管理，默認其與機體同壽命，從未針對此系統進行整體規劃，使得在使用階段出現大量問題。其內在原因主要有以下幾點：

設計和安裝存在不足。在軍機設計時，布線系統還僅是電氣專業室下的一個分專業，未提升至整機的EWIS進行專門設計。線路布局不夠規范和合理線路安裝仍以經驗為主，工藝不夠精良等。

缺乏對線路故障進行內在機理分析。在軍機維護和修理時，重點是對已有故障進行排除，沒有進行科學統計、分析和總結，缺乏數據支持線路器件安全性、可靠性等。

缺乏全壽命周期的評估和改進體系。設計、維護、修理之間缺乏有機結合，依舊實行粗放式管理方式，沒有科學有效的評估手段，缺乏持續改進機制。

沒有科學規范的標準體系。未建立覆蓋全壽命周期、全要素的標準體系，包括缺乏體系的設計、加改裝、檢查等相關標準。

缺乏先進技術手段支持。針對EWIS的可視化設計、虛擬維修、TDR線路檢測技術、維修大數據、EZAP分析等方面研究成果很少，無法對EWIS工作形成技術支撐。

3 軍機EWIS工作目標設計

針對當前軍機EWIS工作現狀和存在的問題，需要從當前實際出發，區分遠期、近期兩個層面逐步開展工作。

3.1 遠期目標設計

遠期可以計劃利用3～5年時間，建立復雜線路安全性評估和維修體系，提高作戰準備效率并節省維修成本。包含以下基本目標：

提升飛機線路系統可靠性和安全性；

提高參與任務飛機的作戰準備效率；

減少線路臨時維修事件；

減少飛機壽命周期內的維修花費。

為了實現以上基本目標，具體可以從下到上，依次建立互相支撐的6個體系，如圖2所示。

3.1.1 建立軍機EWIS標準規范體系。這是科學開展線路工作的基石和法理依據。要依據適航性中的EWIS要求，建立EWIS設計標準、線路施工標準、接收飛機時檢查標準、部隊維護和檢查標準、加改裝施工標準、工廠修理標準共6大部分的系列標準，統一設計、維護、修理3方面的接口，形成涵蓋飛機全壽命周期，相互支撐的標準體系。

圖2 軍機EWIS體系遠期目標設計

3.1.2 建立檢查與改進技術支持體系。瞄準未來戰爭需求和國際先進水平，將線路檢測技術納入外場原位檢測總體框架考慮，突破國際技術封鎖，建立包含維修大數據、虛擬維修、危險性評估、SSTDR線路檢測等多項技術的體系框架，實現關鍵技術自主知識產權。

3.1.3 建立人員能力培訓體系。區別維修、檢查等7類人員，根據不同培訓能力需求，建立包括培訓目標、內容、教材等一系列可以提高相關人員檢查水平的培訓體系[4]。

3.1.4 建立外場線路監控改進體系。將線路系統中的重點部件作為成品件進行管理，形成各機型線路數據庫，完成故障機理分析，建立飛機線路狀態監控與評估系統，形成按照相關手冊程序實施線路改進能力。

3.1.5 建立軍方的技術評價體系。參考民航和國際通用做法，根據軍隊特色，與相關單位共同建立實驗環境，研究評價方法，確定評價指標，最終建立獨立于研制單位、大修廠、部隊的技術評價機構，為機關決策提供依據。

3.1.6 建立全壽命周期的線路管控體系。根據適航性的全壽命周期理念，建立包括設計、維護、修理、報廢全壽命周期的線路管理政策法規等一系列持續工作機制，實現全壽命周期管理。

3.2 近期目標設計

近期可以利用1～2年時間，試點進行線路系統檢查與整改。主要達成以下幾點目標：

3.2.1 樹立科學理念，創新工作思路。在全行業樹立“電氣線路互聯系統（EWIS）”理念，高度重視線路系統對飛機安全的影響，將其作為獨立的整體系統考慮；樹立裝備“全壽命周期”理念，化零為整，科學統籌設計、維護、修理、報廢全過程；樹立“依法管裝”、“依法護裝”等法治理念，形成依據標準法規開展工作的基本共識。

3.2.2 完成基礎理論研究，形成總體工作方案。對國內外先進理念進行學習和總結，對比當前軍機EWIS工作現狀，形成研究報告。結合部隊實際，科學規劃遠期和近期工作目標，明確工作思路，工作成果、任務分工等內容，制定經費保障、制度管理等機制，使此項工作能科學、有序推進實施。

3.2.3 初步形成標準體系，試點開展線路系統檢查整改。制定《EWIS通用技術要求》，并以此為基準，由相關主機廠所、部隊、大修廠細化機型檢查標準。在實踐中形成檢查標準流程、一般檢查標準，制定線路系統整改和施工標準，試點進行線路系統整改，為向其他機型推廣提供范本。

3.2.4 統籌數據收集分析，試點開展線路精細化管理。建立相應數據庫，利用設計、檢查、實驗等數據，初步完成線路故障內在機理分析、安全性分析、可靠性分析、風險性分析等，以數據支撐線路精細化管理等各項工作。

3.2.5 加強人員培訓，提升線路工作能力。根據EWIS檢查維護要求，規劃課程建設內容，通過集中培訓、部隊自學、外請專家授課等方式，有計劃地開展人員能力培訓。

3.2.6 推動技術攻關，形成實用技術成果。針對EWIS工作的實際需求，開展維修大數據、數據挖掘、測點分析、TDR測試等支撐技術攻關，形成系列成果，為線路系統監控和評估、快速排故等工作打下基礎。

4 軍機EWIS工作內容及任務分工設計

4.1 主要工作內容劃分

為了實現軍機的EWIS設計目標，其工作內容整體上可以設計為基礎理論、工程管理、標準建設、人員培訓、數據分析、條件建設、技術手段7個方面。示意圖如圖3所示。

圖3 工作內容示意圖

4.1.1 基礎理論。對國外EWIS管理體系和技術體系進行調研分析，梳理國內軍機研制、維護、修理各環節的管理和技術現狀，進行對比分析，提出EWIS管理體系建設方案和EWIS技術體系工作規劃。

4.1.2 工程管理。重點是在基礎理論的研究基礎之上，建立涵蓋過程管控、質量管理、費用管理等內容的總體規劃及實施方案，為保證EWIS工作順利實施搭建工作平臺，提供制度保證。

4.1.3 標準建設。對民機適航規章CCAR-25部H分部中的條款及其相關的咨詢通報和支撐性協會標準、美軍EWIS相關標準體系、國軍標/航空行業標準進行研究，形成EWIS系列標準。

4.1.4 技術手段。針對EWIS設計、安裝鋪設、系統集成、符合性驗證等研制各階段的工作內容和相關關鍵技術，以及EWIS部件物理失效模式、EWIS關鍵功能線路確定方法以及檢查及評估方法進行研究，并開展線路故障檢測分析技術研究，以此為基礎結合某型飛機開展工程案例研究。

4.1.5 數據分析。調研統計國內各軍機研制單位所選用的EWIS部件特性數據、EWIS部件外場使用故障數據、EWIS部件試驗和測試數據，建立EWIS部件信息數據庫。4.1.6 人員培訓。梳理當前EWIS培訓現狀，區分培訓層次，合理規劃人才培養方案，創建人員上崗資格認證制度，建立配套教材、多媒體庫等教學資源，形成完善的培訓體系。

4.1.7 條件建設。根據上述研究需求，從虛擬仿真實驗室、測試與典型故障試驗室、維護修理條件、實踐教學條件4個方面建成涉及航空裝備全壽命周期的EWIS保障條件。

4.2 任務分工設計

線路系統檢查評估與改進工作涵蓋飛機全壽命周期，線路系統的適航性需要設計研制來賦予，通過符合性驗證來表明，通過技術鑒定來確定，通過持續維修來保持。涉及機關、部隊、院校和科研院所、工業部門、修理廠等所有相關單位，是一個不可分割的有機整體。根據各自工作特點和任務需求，每個單位必須發揮所長、相互協調、融合發展，才能推動此項工作科學、有序開展。設計基本任務分工如圖4所示。

圖4 基本任務分工示意圖

對于機關，重點在整體的工程管理方面開展工作。作為業務主管單位，著重加強頂層設計，按照飛機全壽命周期進行整體籌劃，立項支持各項研究和實踐工作；指導各單位開展相關工作，并進行審查把關；建立經費保障、業務管理等機制，搭建工作平臺。

對于工業部門，重點在標準建設、工程管理、條件建設方面開展工作。作為設計和施工單位，要按照EWIS的初始適航要求，將線路系統作為一個整體設計，加強符合性驗證，總結和積累實驗數據，在線路安裝時，加強施工質量監控和標準實施，提升線路安裝質量。并提供持續適航要求的線路施工等相關文件。

對于院校和科研院所，重點在基礎理論、技術手段、人員培訓標準建設方面開展工作。作為技術支持和培訓單位，要深化基礎理論和技術研究，注重與實踐結合，為各部門提供技術支持、培訓等服務，建設相關課程和教材，承擔軍方的第三方評價工作。

對于部隊，重點在檢查實施、日常維護等工程實踐方面開展工作。作為一線的具體維護和使用單位，主要負責數據采集、檢查實施等工程實踐方面工作，并對實踐過程中出現的問題進行持續反饋。

對于大修廠，重點在線路修理、標準建設、條件建設等方面開展工作。作為軍方飛機的修理單位，主要負責飛機線路修理時的檢測、安裝等工作。要利用先進的線路檢測技術手段對線路系統部件特征信息收集，為線路系統修理和加改裝標準制定提供依據；要開展修理能力技能培訓，加強修理質量控制，提升線路修理水平。

5 結語

目前，盡管行業內已針對軍機線路問題做了大量工作，但還未將其作為體系進行整體考慮。因此，軍機線路工作必須盡快從傳統的思路、經驗和方法層面上解放出來，采用“主動、先導式”的“系統工程” 的原理和先進的技術手段，通過建立EWIS適航工作體系，從裝備全生命周期正反兩方面（即設計階段的“正向推進”和維護階段的“反向推動”）著力，系統地識別和預防潛在的危險，以觀念轉變、方法創新和體系保障推動軍機線路工作在全新的維度上科學展開，提升軍機安全性和任務執行率。

[參考文獻]

[1] 張劼. 軍機研制中安全性與可靠性、適航性關系剖析[J]. 國防技術基礎，2013，09.

[2] 劉巖東. EWIS 設計中的適航要求分析[J]. 沈陽航空大學學報，2013，08.

[3] CCAR-25-R4 運輸類飛機適航標準[S]．

[4] AC120-94 AIRCRAFT ELECTRICAL WIRING INTERCONNECTION SYSTEMS TRAINING PROGRAM[S]．

（編輯：勞邊）

[中圖分類號]V242

[文獻標識碼]C

[文章編號]1003–6660（2015）06–0028–04

[DOI編碼]10.13237/j.cnki.asq.2015.06.007